0 Daumen
144 Aufrufe

Aufgabe: Zum Geldabheben am Automaten wird eine vierstellige PIN mit den Ziffern 0 bis 9 benötigt. Für die Eingabe wird ein PIN-Pad verwendet. Das Pad hat folgenden Aufbau:

7 8 9
4 5 6
1 2 3
  0
Ein Angreifer konnte die PIN-Eingabe teilweise beobachten und hat die folgenden Informationen erhalten:

1.Die PIN enthält weder eine 4 noch eine 9.
2.Die erste Ziffer liegt in der dritten Zeile des PIN-Pads, könnte also 1 , 2 oder 3 sein.
3.Die letzte Ziffer liegt unmittelbar unter der vorletzten Ziffer.

Was ist die Wahrscheinlich von 1.,2. und 3. zusammen?

Wie wahrscheinlich ist es, die PIN bei Kenntnis der Informationen 1 bis 3 in drei Versuchen zu erraten?

Ansatz: 8^4 = 4096 mögliche Pins bei 1.

3 × 8^3 = 3×512 = 1536 mögliche Pins bei 2.

ich komme nicht weiter, kann mir jemand helfen?

Avatar vor von

3 Antworten

+1 Daumen

Aloha :)

Ohne Kenntnis irgendwelcher Rahmenbedingungen sind für jede der 4 Stellen 10 Ziffern möglich:$$(0-9)\quad(0-9)\quad(0-9)\quad(0-9)$$

Die PIN enthält keine 4 und keine 9. Daher sind nur noch folgende Kombinationen möglich:$$(0,1,2,3,5,6,7,8)\quad(0,1,2,3,5,6,7,8)\quad(0,1,2,3,5,6,7,8)\quad(0,1,2,3,5,6,7,8)$$

Die erste Ziffer liegt in der 3-ten Zeile des Pads:$$(1,2,3)\quad(0,1,2,3,5,6,7,8)\quad(0,1,2,3,5,6,7,8)\quad(0,1,2,3,5,6,7,8)$$

Die letzte Ziffer liegt unmittelbar unter der vorletzten Ziffer. Die dritte Ziffer kann daher keine \(0\) sein, denn die vierte Ziffer muss ja kleiner sein. Die dritte Ziffer kann auch keine \(5\) sein, denn unmittelbar darunter wäre die \(4\), die aber schon durch die erste Bedingung rausgeflogen ist:$$(1,2,3)\quad(0,1,2,3,5,6,7,8)\quad(1,2,3,6,7,8)\quad(0,1,2,3,5,6,7,8)$$

Zusätzlich muss die letzte Ziffer um \(1\) kleiner sein als die dritte (sie liegt ja "unmittelbar unter"). Das führt zu folgenden Möglichkeiten:

$$(1,2,3)\quad(0,1,2,3,5,6,7,8)\quad(1)\quad(0)$$$$(1,2,3)\quad(0,1,2,3,5,6,7,8)\quad(2)\quad(1)$$$$(1,2,3)\quad(0,1,2,3,5,6,7,8)\quad(3)\quad(2)$$$$(1,2,3)\quad(0,1,2,3,5,6,7,8)\quad(6)\quad(5)$$$$(1,2,3)\quad(0,1,2,3,5,6,7,8)\quad(7)\quad(6)$$$$(1,2,3)\quad(0,1,2,3,5,6,7,8)\quad(8)\quad(7)$$

Das sind insgesamt \(6\) Fälle mit jeweils \(3\cdot8=24\) möglichen Kombinationen.

Das macht insgesamt \(144\) mögliche Kombinationen.

Die Wahrscheinlichkeit, dass beim 1. Versuch eine falsche PIN probiert wird, ist: \(\frac{143}{144}\)

Die Wahrscheinlichkeit, dass beim 2. Versuch eine falsche PIN probiert wird, ist: \(\frac{142}{143}\)

Die Wahrscheinlichkeit, dass beim 3. Versuch eine falsche PIN probiert wird, ist: \(\frac{141}{142}\)

Die Wahrscheinlichkeit, dass alle 3 Versuche falsch sind, ist daher:$$\frac{143}{144}\cdot\frac{142}{143}\cdot\frac{141}{142}=\frac{141}{144}$$

Die Wahrscheinlichkeit, dass in 3 Versuchen die richtige PIN probiert wird, ist schließlich:$$1-\frac{141}{144}=\frac{3}{144}=\frac{1}{48}\approx2,08\%$$

Avatar vor von 152 k 🚀
Zusätzlich muss die letzte Ziffer um \(1\) kleiner sein als die dritte (sie liegt ja "unmittelbar unter").

Das halte ich für eine falsche Interpretation. "Unmittelbar unter" wird sich auf die Position auf dem Pin-Pad beziehen. Das lässt sich zudem auch besser beobachten als deine Interpretation.

0 Daumen

Ich nenne die Ereignisse absteigend \(A,B,C\).

Wie Du sicher weißt, gibt es ingesamt \(10^4\), d. h. \(10.000\) mögliche Pins. Bei der Formulierung "Was ist die Wahrscheinlich von 1.,2. und 3. zusammen?" ist nicht ganz klar, ob die Einzelwahrscheinlichkeiten summiert werden sollen oder die gemeinsame Wahrscheinlichkeit (im Sinne von "Schnitt") gesucht ist. Das sind doch Tatsachen über die Welt, keine Wahrscheinlichkeiten.

Unter den Einschränkungen gibt es noch: \(3\cdot 8\cdot 4 \cdot 1=96\) Möglichkeiten. Das kannst du wie folgt sehen:

i) Für die erste Ziffer gibt es 1,2,3

ii) Für die zweite Ziffer gibt nur die allgemeine Einschränkung, dass 4 und 9 nicht vorkommen dürfen, also 10-2=8 Möglichkeiten.

iii) Für die dritte Ziffer dürfen nur 8,5,2,6 gewählt werden. (Hier könnte man fragen, ob 3 und 1 vorkommen dürfen, und "direkt darunter" die 0 liegt).

iv) Hier gibt es keine Wahl mehr, die Möglichkeiten sind in iii) eingerechnet.

Und dann nimmst du die Produktregel der Kombinatorik.

Du kannst mit den Informationen auf 96 Möglichkeiten herunterbrechen. Was ist deine Idee?

Avatar vor von 28 k
0 Daumen

- Für die erste Ziffer gibt es drei Möglichkeiten. (1, 2, 3)

- Für die zweite Ziffer gibt es 8 Möglichkeiten (0, 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8)

- Für die letzten beiden Pins die übereinander liegen gibt es nur 4 Möglichkeiten (20, 52, 63, 85)

Damit gibt es insgesamt 3 * 8 * 4 = 96 Möglichkeiten

Die Wahrscheinlichkeit die Pin in 3 Versuchen zu erraten ist demnach 3/96 = 1/32 = 0.03125 = 3.125%

Avatar vor von 488 k 🚀

Ist die Erfolgsquote beim 2. Rate-Versuch nicht etwas besser als beim ersten? Vgl. die Antwort von T

Kommentar ist überflüssig. Habe beim 2. Lesen erkannt, was Du gemacht hast.

Ein anderes Problem?

Stell deine Frage

Willkommen bei der Mathelounge! Stell deine Frage einfach und kostenlos

x
Made by a lovely community